機電工程學院
畢業(yè)設(shè)計說明書
設(shè)計題目: GD1091型商用車制動系設(shè)計
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20xx 年 5 月 15 日
目 錄
1 前言 ........................................................2
2 制動系概況及組成 .............................................3
3 制動系的結(jié)構(gòu)類型及選擇 ......................................5
3.1制動器的結(jié)構(gòu)類型............................................5
3.1.1 鼓式制動器結(jié)構(gòu) ......................................5
3.1.2 盤式制動器結(jié)構(gòu) ......................................9
3.2 制動器結(jié)構(gòu)的選擇 .........................................9
4 制動系的主要參數(shù)及其選擇 ....................................10
4.1 相關(guān)給定參數(shù) ............................................10
4.2 制動系主要參數(shù)的確定 ....................................10
5 制動系的設(shè)計與計算 ..........................................12
5.1 同步附著系數(shù)與制動器分配系數(shù) ............................12
5.2 最大制動力矩 ............................................13
5.3 制動器因數(shù)計算 ..........................................14
5.4 制動性能計算 ............................................16
6 制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..................................16
6.1 制動蹄 ..................................................17
6.2 制動底板 ................................................17
6.3 制動蹄的支承 ............................................17
6.4 制動輪缸 ................................................17
6.5 制動器間隙的調(diào)整及機構(gòu) ..................................18
7 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的計算 ......................................18
7.1 制動輪缸直徑與工作容積 ..................................18
7.2 制動主缸直徑與工作容積 ..................................19
7.3 制動踏板力與踏板行程 ....................................20
設(shè)計總結(jié) .......................................................22
參考資料 .......................................................24
致謝 ...........................................................25
1 前言
汽車的制動裝置可以讓車輛放慢速度或靜止、使正在坡上移動的車輛速度保持不變以及使已經(jīng)靜止的車輛保持靜止狀態(tài)不變。對汽車起到主要阻力作用的外力有空氣阻力，滾動阻力，上坡阻力，但遺憾的是這些外力的大小都是隨著外界的因素的改變而發(fā)生變化的，無法進行人為的控制。所以，我們得給車輛安裝制動系，他可以幫助駕駛員進行人為的控制車輛的制動力。
所有車輛的制動系統(tǒng)都應(yīng)該由供能裝置、控制裝置、傳動裝置、制動器這樣四個基本部分組成。近年來，隨著車輛技術(shù)的進步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯。汽車制動系統(tǒng)種類很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機械式、氣動式、液壓式、氣—液混合式。它們的工作原理基本都一樣，都是利用制動裝置，用工作時產(chǎn)生的摩擦熱來逐漸消耗車輛所具有的動能，以達到車輛制動減速，或直至停車的目的。伴隨著節(jié)能和清潔能源汽車的研究開發(fā)，汽車動力系統(tǒng)發(fā)生了很大的改變，出現(xiàn)了很多新的結(jié)構(gòu)型式和功能形式。新型動力系統(tǒng)的出現(xiàn)也要求制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和功能形式發(fā)生相應(yīng)的改變。例如電動汽車沒有內(nèi)燃機，無法為真空助力器提供真空源，一種解決方案是利用電動真空泵為真空助力器提供真空。
今天，ABS/ASR已經(jīng)成為歐美和日本等發(fā)達國家汽車的標準設(shè)備。??
? 車輛制動控制系統(tǒng)的發(fā)展主要是控制技術(shù)的發(fā)展。一方面是擴大控制范圍、增加控制功能；另一方面是采用優(yōu)化控制理論，實施伺服控制和高精度控制。??
?? 在第一方面，ABS功能的擴充除ASR外，同時把懸架和轉(zhuǎn)向控制擴展進來，使ABS不僅僅是防抱死系統(tǒng)，而成為更綜合的車輛控制系統(tǒng)。制動器開發(fā)廠商還提出了未來將ABS/TCS和VDC與智能化運輸系統(tǒng)一體化運用的構(gòu)想。隨著電子控制傳動、懸架系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向裝置的發(fā)展，將產(chǎn)生電子控制系統(tǒng)之間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，從而產(chǎn)生一些新的功能。??
? 在第二個方面，一些智能控制技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是現(xiàn)在比較新的控制技術(shù)，已經(jīng)有人將其應(yīng)用在汽車的制動控制系統(tǒng)中。ABS/ASR并不能解決汽車制動中的所有問題。因此由ABS/ASR進一步發(fā)展演變成電子控制制動系統(tǒng)(EBS)，這將是控制系統(tǒng)發(fā)展的一個重要的方向。但是EBS要想在實際中應(yīng)用開來，并不是一個簡單的問題。除技術(shù)外，系統(tǒng)的成本和相關(guān)的法規(guī)是其投入應(yīng)用的關(guān)鍵。????
綜上所述，現(xiàn)代汽車制動控制技術(shù)正朝著電子制動控制方向發(fā)展。全電制動控制因其巨大的優(yōu)越性，將取代傳統(tǒng)的以液壓為主的傳統(tǒng)制動控制系統(tǒng)。同時，隨著其他汽車電子技術(shù)特別是超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電子元件的成本及尺寸不斷下降。
2 制動系概況及組成
使行駛中的汽車減速甚至停車，使下坡行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定，以及使已停駛的汽車保持不動，這些作用統(tǒng)稱為汽車制動。
制動系統(tǒng)作用是：使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進行強制減速甚至停車；使已停駛的汽車在各種道路條件下(包括在坡道上)穩(wěn)定駐車；使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)。
對汽車起制動作用的只能是作用在汽車上且方向與汽車行駛方向相反的外力，而這些外力的大小都是隨機的、不可控制的，因此汽車上必須裝設(shè)一系列專門裝置以實現(xiàn)上述功能。
為了保證汽車安全行駛，提高汽車的平均行駛車速，以提高運輸生產(chǎn)率，在各種汽車上都設(shè)有專用制動機構(gòu)。這樣的一系列專門裝置即稱為制動系。
汽車制動系功用:
1）保證汽車行駛中能按駕駛員要求減速停車;
2）保證車輛可靠停放;
3) 保證汽車在下坡時具有一定的速度。
汽車制動系統(tǒng)的類型：
（1）按功用分：行車制動系統(tǒng)，駐車制動系統(tǒng)，第二制動系統(tǒng)，輔助制動系統(tǒng)。
1）行車制動系——是由駕駛員用腳來操縱的，故又稱腳制動系。它的功用是使正在行駛中的汽車減速或在最短的距離內(nèi)停車。
2）駐車制動系——是由駕駛雖用手來操縱的，故又稱手制動系。它的功用是使已經(jīng)停在各種路面上的汽車駐留原地不動。
3）第二制動系——在行車制動系失效的情況下，保證汽車仍能實現(xiàn)減速或停車的一套裝置。在許多國家的制動法規(guī)中規(guī)定，第二制動系也是汽車必須具備的。
4）輔助制動系——經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車以及某些特殊用途的汽車，為了提高行車的安全性和減輕行車制動系性能的衰退及制動器的磨損，用以在下坡時穩(wěn)定車速。
（2）按制動能量傳輸分：機械式，液壓式，氣壓式，電磁式，組合式。
（3）按回路多少分：單回路制動系統(tǒng)，雙回路制動系統(tǒng)。
（4）按能源分：人力制動系統(tǒng)，動力制動系統(tǒng)，伺服制動系統(tǒng)。
1）人力制動系——以駕駛員的肌體作為唯一的制動能源的制動系。
2）動力制動系——完全靠由發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢能進行制動的制動系。
3）伺服制動系——兼用人力和發(fā)動機動力進行制動的制動系。
任何制動系統(tǒng)都具有以下四個基本組成部分：
（1）供能裝置：包括供給、調(diào)節(jié)制動所需能量以及改善傳動介質(zhì)狀態(tài)各種部件。
（2）控制裝置：產(chǎn)生制動動作和控制制動效果各種部件，如制動踏板。 （3）傳動裝置：包括將制動能量傳輸?shù)街苿悠鞯母鱾€部件如制動主缸、輪缸。 （4）制動器：產(chǎn)生阻礙車輛運動或運動趨勢的部件。
為了保證汽車行使安全，發(fā)揮高速行使的能力，制動系必須滿足下列要求。
（1）制動效能好。評價汽車制動效能的指標有：制動距離、制動減速度、制動時間 。
（2）操縱輕便，制動時的方向穩(wěn)定性好。制動時，前后車輪制動力分配合理，左右車輪上的制動力應(yīng)基本相等，以免汽車制動時發(fā)生跑偏和側(cè)滑。
（3）制動平順性好。制動時應(yīng)柔和、平穩(wěn)；解除時應(yīng)迅速、徹底。
（4）散熱性好，調(diào)整方便。這要求制動蹄摩擦片抗高溫能力強，潮濕后恢復能力快，磨損后間隙能夠調(diào)整，并能夠防塵、防油。
（5）帶掛車時，能使掛車先于主車產(chǎn)生制動，后于主車解除制動；掛車自行脫掛時能自行進行制動。
（6）在任何速度下制動時，汽車都不應(yīng)該喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。
(7)防治水河污泥進入制動器表面。
（8)制動時，制動系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，同時力求減少散發(fā)出對人體有害的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害。
（9）作用滯后性應(yīng)盡可能好。作用滯后性是指制動反應(yīng)時間，以制動踏板開始動作至達到給定的制動效能所需的時間來評價。
（10）摩擦襯片應(yīng)具有足夠的使用壽命。
（11）當制動驅(qū)動裝置的任何元件發(fā)生故障并使其基本功能遭到破壞時，汽車制動系應(yīng)有音響或信號等報警提示。
3 制動器的結(jié)構(gòu)類型及選擇
制動器主要有摩擦式、液力式和電磁式等幾種形式。電磁式制動器雖然有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等優(yōu)點，但因成本高，只有一部分總質(zhì)量較大的商用車上用作車輪制動器或緩速器；液力式制動器一般只用作緩速器。目前廣泛使用的為摩擦式制動器。
摩擦式制動器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，可分為鼓式、盤式和帶式三種。帶式制動器只用作中央制動器；鼓式和盤式制動器的結(jié)構(gòu)形式有多種。
3.1制動器的結(jié)構(gòu)類型
3.1.1 鼓式制動器結(jié)構(gòu)
鼓式制動器具有各種不同的結(jié)構(gòu)形式，不同形式鼓式制動器的主要區(qū)別有：（1）蹄片固定支點的數(shù)量和位置不同。（2）張開裝置的形式與數(shù)量不同。（3）制動時兩塊蹄片之間有無相互作用。鼓式制動器又分為內(nèi)張型鼓式制動器和外束型鼓式制動器兩種結(jié)構(gòu)型式。內(nèi)張型鼓式制動器的摩擦元件是一對帶有 圓弧形摩擦蹄片的制動蹄，后者則安裝在制動底板上，而制動底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半軸套管的凸緣上，其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件作為制動鼓。車輪制動器的制動鼓均固定在輪轂上。制動時，利用制動鼓的圓柱內(nèi)表面與制動蹄摩擦蹄片的外表面作為一對摩擦表面在制動鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動器。外束型鼓式制動器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動帶，其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動鼓，并利用制動鼓的外圓柱表面與制動帶摩擦片的內(nèi)圓弧作為一對摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動鼓，故又稱為帶式制動器。在汽車制動系中，帶式制動器曾僅用作一些汽車的中央制動器，通常所說的鼓式制動器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)，鼓式制動器按蹄的類型分為:
1) 領(lǐng)從蹄式制動器
如圖3-1所示，若圖上方的旋向箭頭代表汽車前進時制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向（制動鼓正向旋轉(zhuǎn)），則蹄1為領(lǐng)蹄，蹄2為從蹄。汽車倒車時制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，則相應(yīng)得使領(lǐng)蹄與從蹄也就相互對調(diào)了。這種當制動鼓正、反反向旋轉(zhuǎn)時總具有一個領(lǐng)蹄和一個從蹄的內(nèi)張型鼓式制動器稱為領(lǐng)從蹄使制動器。領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有增勢作用，故又稱為增勢蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動鼓的趨勢，即摩擦力矩具有減勢作用，故又稱為減勢蹄。增勢作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而減勢作用使從蹄所受的法向反力減小。
領(lǐng)從蹄式制動器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平，但由于其在汽車前進與倒車時的制動性能不變，且結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，也便于服裝駐車制動機構(gòu)，故這種結(jié)構(gòu)仍廣泛用于中,特別是乘用車和總質(zhì)量較小的商用車的后輪制動器用得較多。
1-領(lǐng)蹄 2-從蹄 3,4-支點 5-制動鼓 6-制動輪缸
圖3-1 領(lǐng)從蹄式制動器
2) 雙領(lǐng)蹄式制動器
若在汽車前進時兩制動蹄均為領(lǐng)蹄的制動器，則稱為雙領(lǐng)蹄使制動器（如圖3-2所示）。顯然，當汽車倒車時這種制動器的兩制動蹄又都變?yōu)閺奶愎仕挚煞Q為雙向領(lǐng)蹄式制動器。如圖所示，兩制動蹄各用一個單活塞制動輪缸推動，兩套制動蹄、制動輪缸等機件在制動底板上是以制動底板中心作對稱布置的，因此，兩蹄對制動鼓的作用的合力恰好相互平衡，故屬于平衡式制動器。
雙領(lǐng)蹄式制動器有高的正向制動效能，因而得到比較廣泛的應(yīng)用。如用于后輪，則還需要另設(shè)中央駐車制動器。
1-制動輪缸 2-領(lǐng)蹄 3-支撐銷 4-制動鼓
圖3-2 雙領(lǐng)從蹄式制動器
3) 雙向雙領(lǐng)蹄式制動器
當制動鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時，兩制動助均為領(lǐng)蹄的制動器則稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動器（如圖3-3所示）。它也屬于平衡式制動器。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動器在汽車前進及倒車時的制動性能不變，因此廣泛應(yīng)用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前后輪，但用作后輪制動器時，則需另設(shè)中央制動用于駐車制動。
圖3-3 雙向雙領(lǐng)蹄式制動器
4) 單向增力式制動器
單向增力式制動器如圖3-4所示兩蹄下端以頂桿相連接，第二制動蹄支承在其上端制動地板上的支承銷上，由于制動時兩蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居于一種非平衡式的制動器。單向增力式制動器在汽車前進制動時的制動效能很高，且高于前述的各種制動器，但在倒車制動時，其制動效能卻是最低的。因此，它用于少數(shù)輕、中型貨車和轎車上作為前輪制動器。
1-第一制動蹄 2-支撐銷 3-制動鼓 4第二制動蹄 5-頂桿 6-制動輪缸
圖3-4 單向增力式制動器
5）雙向增力式制動器
將單向增力式制動器的單活塞式制動輪缸換用雙活塞式制動輪缸，其上端的支承銷也作為兩蹄共用的，則稱為雙向增力式制動器(如圖3-5所示)。對雙向增力式制動器來說不論汽車前進制動或倒退制動，該制動器均為增力式制動器。
雙向增力式制動器在大型高速轎車上用的較多，而且常常將其作為行車制動與駐車制動功用的制動器，但行車制動是由液壓經(jīng)制動輪缸產(chǎn)生制動蹄的張開力進行制動，而駐車制動則是用制動操縱手柄通過鋼索拉繩及杠桿等機械操縱系統(tǒng)進行操縱。雙向增力式制動器也廣泛用于汽車的中央制動器，因為駐車制動要求制動器正向、反向的制動效能都很高，而且駐車制動若不用于應(yīng)急制動時也不會產(chǎn)生高溫，故其熱衰退問題并不突出。
但由于結(jié)構(gòu)問題使它在制動過程中散熱和排水性能差，容易導致制動效率下降。因此，在轎車領(lǐng)域上已經(jīng)逐步退出讓位給盤式制動器。但由于成本低，仍然在一些經(jīng)濟型車中使用，主要用于制動負荷比較小的后輪和駐車制動。
1-后制動蹄 2-頂桿 3-前制動蹄 4-制動輪缸 5-支撐銷
圖3-5 雙向增力式制動器
3.1.2 盤式制動器結(jié)構(gòu)
盤式制動器按摩擦副中定位元件的結(jié)構(gòu)不同可分為鉗盤式和全盤式兩大類。
1）鉗盤式
鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)形式不同可分為定鉗盤式制動器、浮鉗盤式制動器等.
?定鉗盤式制動器：這種制動器中的制動鉗固定不動，制動盤與車輪相連并在制動鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。具有以下優(yōu)點：除活塞和制動塊外無其他滑動件，易于保證制動鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動器相差不多，容易實現(xiàn)鼓式制動器到盤式制動器的改革，能很好地適應(yīng)多回路制動系的要求。
?浮鉗盤式制動器：這種制動器具有以下優(yōu)點：僅在盤得內(nèi)側(cè)具有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進一步靠近輪轂；沒有跨越制動盤的油道或油管，液壓缸冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性小；成本低；浮動盤的制動塊可兼用駐車制動。
2）全盤式
在全盤制動器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓盤形，制動時各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。由于這種制動器散熱條件較差，其應(yīng)用遠遠沒有鉗盤式制動器廣泛。
3.2 制動器結(jié)構(gòu)的選擇
通過以上描述，我們可以發(fā)現(xiàn)盤式制動器有以下缺點：
1）不能嚴密的銹蝕和防止塵污(密封的多片全盤制動裝置)。
2) 兼做停車制動裝置，所需的附加的動手驅(qū)接構(gòu)很復雜。
3）在制動驅(qū)動機構(gòu)中必須裝用助力器。
4) 因為襯塊的工作表面太小，盤式制動裝置在車輛前輪上得到廣泛的時用。鼓磨損太快，行使壽命低，需要用高材質(zhì)的襯塊。
根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計任務(wù)，考慮到實際情況及個人的設(shè)計能力，本次設(shè)計采用:后輪為領(lǐng)從蹄式制動器，前輪為雙領(lǐng)蹄式制動器；驅(qū)動機構(gòu)為液壓驅(qū)動且雙回路；駐車制動采用車輪制動器與后輪共用一個制動器—后輪鼓式制動器。
4 制動系的主要參數(shù)及其選擇
4.1 相關(guān)給定參數(shù)
質(zhì)心高度: hg=853mm;
質(zhì)心與前軸距離：a=2300mm;
質(zhì)心與后軸距離：b=2100mm
軸距：L=4400mm;
車輪滾動半徑：R r =505mm
最大質(zhì)量 M=9130Kg
整備質(zhì)量 M=4000Kg
最高車速 V=90Km/h
車輪型號為9.00R20，輪輞名義直徑為20英寸
4.2制動系主要參數(shù)的確定
(1) 制動鼓內(nèi)徑D
圖4.1 鼓式制動器的主要幾何參數(shù)
如圖4.1各參數(shù)：
輸入力Po一定時，制動鼓內(nèi)徑越大，制動力矩越大，且散熱能力也越強。但增大D要受到輪輞內(nèi)徑的限制。制動鼓與輪輞之間要保持足夠的間隙，通常要求該間隙不小于20～30mm,否則不僅制動器的散熱條件條件差，而且輪輞受熱后可能沾住內(nèi)胎或烤壞氣門嘴。制動鼓應(yīng)該有足夠的壁厚，用來保證有足夠的剛度和熱容量，以減小制動時的溫升。制動鼓的直徑小，剛度就大，并有利保證制動鼓的加工精度。
制動鼓直徑與輪輞直徑之比D/Dr的范圍如下：
商用車： D/Dr=0.70～0.83
取 D/Dr=0.75
輪輞直徑 Dr=508mm
制動鼓最大內(nèi)徑 D =400mm
取制動鼓內(nèi)徑D=400mm 即R=200mm
（2）摩擦襯片寬度b和包角β
摩擦襯片寬度尺寸b的選取對摩擦襯片的使用壽命有很大影響。襯片的寬度尺寸取窄些，則磨損速度快，襯片壽命短；襯片寬度取寬些，則質(zhì)量大，不易加工，且加工成本增加。
實驗表明，摩擦襯片包角β=90o～100o時，磨損最小，制動鼓溫度最低，且制動效能最高。β角減小雖然有利于散熱，但單位壓力過高將加速磨損。實際上包角兩端處單位壓力最小，因此過分延伸襯片兩端以增加包角，對減小單位壓力的作用不大，而且將使制動不平順，容易使制動器發(fā)生自鎖，因此這里取包角β=100o。
襯片的磨損面積為Ap=Rβb。制動器各蹄襯片總的摩擦面積越大，制動時所受單位面積的正壓力和能量負荷越小，從而磨損特性越好。對于（7.0～12.0）t的轎車，單個制動器總的摩擦面積Ap為（550～1000）cm2,這里取Ap=800cm2。可求得b=120mm。
（3）摩擦襯片起始角β0
一般將襯片布置在制動蹄的中央，令β0=90o－β/2。有時為了適應(yīng)單位壓力的分布情況，將襯片相對于最大壓力點對稱布置，以改善磨損均勻性和制動效能。由以上可知β0=90o－100o/2=40o。
（4）制動器中心到張開力Po作用線的距離a
在保證輪缸或制動凸輪能夠布置于制動鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離a盡可能大，以提高制動效能，設(shè)計時定a=0.8R左右，根據(jù)圖樣取得a=160mm。
（5）制動蹄支撐點位置坐標c和k
應(yīng)在保持兩蹄支撐端毛面不致互相干涉的情況下，使c盡可能大而k盡可能小，這里定c=0.8R左右，實際取值為c=160mm,k=40mm。
（6）摩擦片摩擦系數(shù)
摩擦片摩擦系數(shù)對制動力矩的影響很大，主要考慮其熱穩(wěn)定性當前國產(chǎn)的制動摩擦片材料在溫度低于250℃時，保持摩擦系數(shù)f=0.35～0.40已無大問題。因此，取可使計算結(jié)果接近實際,選取。
5 制動系的設(shè)計與計算
5.1同步附著系數(shù)與制動器分配系數(shù)
(1)當＜時：制動時總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉(zhuǎn)向能力；
(2)當＞時：制動時總是后輪先抱死，這時容易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性；
(3)當＝時：制動時汽車前、后輪同時抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也喪失了轉(zhuǎn)向能力。
分析表明，汽車在同步附著系數(shù)為的路面上制動(前、后車輪同時抱死)時，其制動減速度為，即，為制動強度。而在其他附著系數(shù)的路面上制動時，達到前輪或后輪即將抱死的制動強度＜這表明只有在＝的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。
參考類似車型此次設(shè)計車型同步附著系數(shù)
，帶入數(shù)據(jù)得：
5.2 最大制動力矩
制動器動力之比為：
最大制動力矩
設(shè)該貨車常在附著系數(shù)為的路面上行駛，且轎車的同步附著系數(shù)為。
則制動強度
代入數(shù)據(jù)，得：
則單個車輪應(yīng)有的最大制動力矩為：
其中:G--汽車所受重力；
L--汽車軸距；
a--汽車質(zhì)心離前軸距離；
b--汽車質(zhì)心離后軸距離；
--汽車質(zhì)心高度；
--汽車滾動半徑；
--地面附著系數(shù)；
β--制動力分配系數(shù)；
--制動力距；
5.3 制動器因數(shù)計算
制動因數(shù)是表示制動器的效能，也就是制動器在單位輸入壓力或力的作用下所能輸出的力或力矩。
其中：--制動器促動力。
后輪制動器因數(shù)（支承銷式—領(lǐng)從蹄式）：
其中有關(guān)計算參數(shù)如圖5-1所示：
其中數(shù)據(jù)數(shù)值:
==1.74；
===0.768；
==2.512；
==3.279；
=200mm；
B=0.8R=160;
C=R-20=180;
=
=1.6=320mm；
圖5-1支撐銷式制動蹄有關(guān)計算結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)
==190mm；
=0.3；
那么單個領(lǐng)蹄的制動因數(shù)：
公式:
代入數(shù)據(jù)得 ；
公式:
代入數(shù)據(jù)得；
所以整個后輪制動器因數(shù)為:
張開力的計算
由液壓驅(qū)動制動器所需張開力
(5-1)
代入數(shù)據(jù)，解得：P1 = 17200.885N； P2 = 12741.317 N；
5.4 制動性能計算
(1)制動減速度
式中：為該車所遇最大附著系數(shù)，0.8；
則
(2)制動距離
理論制動距離： （5-2）
式中： j—制動減速度；
V—制動初速度，65km/h；
代入數(shù)據(jù)，解得：
S=20.791m
6 制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
本設(shè)計采用由鋼板沖壓成形的輻板與鑄鐵鼓筒部分鑄成一體的組合式制動鼓；其質(zhì)量小，工作面耐磨，并有較高的摩擦因數(shù)。沿鼓口的外緣鑄有整圈的加強肋條和若干軸向肋條以提高其剛度和散熱性能。
制動鼓相對于輪轂的對中如圖5-1所示，是以直徑為的圓柱表面的配合來定位，制動鼓工作表面的圓度和同軸度公差≤0.03，徑向跳動量≤0.05，靜不平衡度≤1.5。
6.1制動蹄
制動蹄采用T形型鋼輾壓制成，制動蹄的斷面形狀如圖6-1a，并在制動蹄腹板上開有徑向槽，使制動蹄摩擦襯片與鼓之間的接觸壓力均勻，并減少制動時的尖叫聲。制動蹄腹板和翼緣的厚度分別為6mm和6mm。摩擦襯片的厚度選為6。襯片鉚接在制動蹄上，噪聲較小。
圖6-1汽車制動蹄的斷面形狀
6.2制動底板
制動底板是除制動鼓外制動器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置。制動底板承受著制動器工作時的制動反力矩，應(yīng)有足夠的剛度，因為剛度不足會導致制動力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻。本設(shè)計制動底板采用鋼板沖壓而成，沖出翻邊和凸臺，底板具有凹凸起伏的形狀。
6.3制動蹄的支承
前后輪制動器制動蹄采用偏心支承銷式，支承銷由45號鋼制造并高頻淬火。其支座為可煅鑄鐵（KTH370-12）或球墨鑄鐵（QT400-18）件。青銅偏心輪可保持制動蹄腹板上的支撐孔的完好性并防止這些零件的腐蝕磨損。
6.4制動輪缸
制動輪缸為液壓制動系采用的活塞式制動張開機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，在車輪制動器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸筒為通孔，需鏜磨。活塞由鋁合金制造。活塞外端壓有剛制的開槽頂塊，以支撐插入槽中的制動蹄腹板部件。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡膠密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動輪缸有兩個等直徑的活塞；少數(shù)有四個等直徑的活塞；雙領(lǐng)蹄式制動器的兩蹄則各用一個單活塞制動輪缸。
6.5制動器間隙的調(diào)整及機構(gòu)
本車制動間隙采用手動調(diào)整。在制動底板開有一觀察孔，以便用塞尺檢查摩擦片與制動鼓之間的間隙。若發(fā)現(xiàn)制動器間隙以增大到使制動器效能明顯降低時，對前輪制動器，可轉(zhuǎn)動調(diào)整凸輪進行局部調(diào)整。當制動鼓磨損重新修整其內(nèi)圓面后裝配制動器時，為保證蹄鼓的正確接觸狀態(tài)和間隙值，應(yīng)轉(zhuǎn)動偏心銷和調(diào)整凸輪進行全面調(diào)整；對后輪制動器，則要調(diào)整制動輪缸兩端的調(diào)整螺母，帶動螺桿的可調(diào)支座作軸向移動，則可調(diào)整制動器間隙，調(diào)整好后，用鎖片插入調(diào)整螺母的齒槽中，以固定調(diào)整螺母位置。
7 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的計算
7.1制動輪缸直徑與工作容積
制動輪缸對制動蹄施加的張開力與輪缸直徑和制動管路壓力的關(guān)系為：
(7-1)
制動油路壓力一般不超過10-12MPa。
第個輪缸的工作容積為
(7-2)
式中，—第個輪缸活塞的直徑；
—輪缸中活塞的數(shù)目；
—第個輪缸活塞在完全制動時的行程，初步設(shè)計時可取
2.0～2.5。
所有輪缸的總工作容積為：
(7-3)
式中：為輪缸數(shù)目。
取，已知
P1 = 17200.885N； P2 = 12741.317 N；
則帶入數(shù)據(jù)，得：
=46.81mm，
參GB7524—87標準規(guī)定尺寸系列中選取，輪缸直徑的尺寸序列為：14.5，16，17.5，19，20.5，22，（22.22），（23.81），24，(25.40)，26，28，（28.58），30，32，35，28，42，46，50，56mm。故選：
50mm,
取，由式（6-2）（6-3）計算得
==3925ml；
；
=2769.48；
7.2制動主缸直徑與工作容積
制動主缸直徑應(yīng)符合GB7524-87的系列尺寸，主缸直徑系列尺寸為：
14.5，16，17.5，19，20.5，22，（22.22），（23.81），24，（25.40），26，28，（28.58），30，32，35，38，42，46mm。
初步設(shè)計時，制動主缸的工作容積可取為：
Vm = 1.3V = V + Vˊ （7-4）
式中： 為所有輪缸的總工作容積。
Vm =1.3（+）
=17405.648ml；
主缸活塞行程可用下式確定
一般 ； 取
代入數(shù)據(jù)，解得：dm =28.09mm；依國標，取30mm；
Sm =30 mm；
7.3 制動踏板力與踏板行程
液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的制動踏板力如圖7-1所示，
制動踏板力用下式計算：
圖7-1 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的計算用簡圖
(7-5)
式中，
—踏板機構(gòu)傳動比
，、 見圖7-1。
—踏板機構(gòu)及液壓主缸 的機械效率，可取=0.82～0.86。
踏板力一般不應(yīng)超過700N。踏板全行程對轎車不應(yīng)超過100mm~150mm；對貨車不應(yīng)超過170mm~180mm。此外，作用在制動手柄上的力對轎車不應(yīng)超過400N；對貨車不應(yīng)超過600N。制動手柄行程對轎車不應(yīng)超過160mm；對貨車不應(yīng)超過220mm。
由式（7-5）取=0.85，ip = 4；
代入數(shù)據(jù)，解得：Fp = 2077.94 N >700N ，不符合標準。
所以需要加裝真空助力器。
(7-6)
式中： ：真空助力比，取4。
制動踏板工作行程用下式表示：
(7-7)
式中，—主缸中推桿與活塞間的間隙，一般取=1.5～2.0；
—主缸活塞空行程，即主缸活塞從不工作的極限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所經(jīng)過的行程。
代入數(shù)據(jù)，解得：<150mm ；
符合設(shè)計要求。
設(shè)計總結(jié)
回想過去的三個月，剛拿到畢業(yè)設(shè)計題目時的茫然和不知所措，再看看現(xiàn)在即將完成的畢業(yè)設(shè)計，自己感覺從中學到了很多。
我的設(shè)計題目是GD1091型商用車設(shè)計-制動系設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計的第一步是外文翻譯，找一篇外文期刊文章并不難，但要把它翻譯好，卻是相當?shù)睦щy，拿著英文文章，感覺是無從下手，單詞大多都認識，但放在專業(yè)文章中，總是感覺不合適，不合語言習慣。為此也查了大量詞典，掂量每個詞的語義。在此過程中，學習到了很多汽車方面專業(yè)詞匯。
第二步是方案論證，這一步關(guān)系汽車制動系的整體性能，及各個部分的選擇，也是此次設(shè)計中最重要的一部分，汽車采用什么形式的制動機構(gòu)，不僅和使用環(huán)境有關(guān)，也和經(jīng)濟性緊密相連。鼓式制動器，盤式制動器各有優(yōu)缺點，制動性能也大不相同。控制系統(tǒng)的選擇，機械制動系統(tǒng)，液壓控制系統(tǒng)，氣壓控制系統(tǒng)，等制動系控制系統(tǒng)的選擇，也也各有優(yōu)劣。此次設(shè)計思路的確定，充分利用網(wǎng)絡(luò)，搜索了大量相同類型的輕型貨車，最后參考了解放CA1091型貨車的一款才最終得以確定。
第三步是設(shè)計與計算，此部分計算量比較大，所用的公式也比較多，也是最繁瑣的一部分，設(shè)計計算的過程中需要參考大量的設(shè)計資料，所學的教材《汽車設(shè)計》根本無法滿足設(shè)計需要。零件的設(shè)計所需要的很多數(shù)據(jù)也無法查到。國內(nèi)汽車行業(yè)的很多標準也沒有完善。通過設(shè)計、查詢資料，從中也學到了很多零件的設(shè)計步驟，和其中關(guān)鍵尺寸的確定。
第四步是畫圖，相對來說這部分應(yīng)該是比較輕松的，但由于初次設(shè)計，且零件的各個尺寸也無法知道，大到拉桿長度，小到一個圓角的大小，這些都要參考相似零件設(shè)計，所以畫起圖來也想當麻煩，比例注意不到就會看起來很不協(xié)調(diào)。但是通過此次設(shè)計，使得自己的CAD畫圖能力得到很大的提高，一些快捷鍵命令在制圖的過程中的練習，大大提高了制圖速度。
在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學關(guān)系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。
此次畢業(yè)設(shè)計的題目為中型貨車制動系設(shè)計。聯(lián)系實際市場，運用大學四年所學知識綜合的、獨立的、創(chuàng)新的完成本次畢業(yè)設(shè)計。
總的來說，此次設(shè)計過程中雖然遇到了很多困難，但從中學到了很多，不光是純粹的知識。首先，畢業(yè)設(shè)計讓我對汽車制動系有了更深層次的了解，從原理到實際的應(yīng)用。其次，提高了對一些辦公軟件的運用水平，例如Word和AutoCAD。最后，也是最重要的一點，讓我意識到了團隊的力量。畢業(yè)設(shè)計是一項復雜龐大的工作，一個人可能不也沒有精力去完成。我們小組的成員，每個人都完成一小部分。但每一小部分都是相互聯(lián)系的，遇到問題就要相互討論，共同去解決。
三個多月，轉(zhuǎn)眼就結(jié)束了，在設(shè)計之中，自己受益匪淺，從知識的學習到工作的態(tài)度，都有了一個全新的改觀，時刻提醒自己，無論什么時候，做事要嚴謹，要有耐心，這對自己以后的工作有一個好的鋪墊，為自己以后的工作開了一個好的領(lǐng)航。
參 考 資 料
[1] 王望予 汽車設(shè)計 第四版 北京：機械工業(yè)出版社，2013.05
[2] 余志生 汽車理論 第五版 北京：機械工業(yè)出版社，2012.09
[3] 余志生 汽車構(gòu)造 第五版 北京：機械工業(yè)出版社，2012.07
[4] 林 寧 .汽車設(shè)計[M]. 北京： 機械工業(yè)出版社, 1999
[5] 吉林工業(yè)大學汽車教研室.汽車設(shè)計[J].北京：機械工業(yè)出版社，1990
[6] 劉濤. 汽車設(shè)計. 北京： 北京大學出版社，2008
[7] 楊可楨 .機械設(shè)計 . 北京， 機械工業(yè)出版社， 2003
[8] 劉惟信 汽車設(shè)計 第一版 北京：清華大學出版社，2006.01
[9] 彭文生 李志明 黃華梁 機械設(shè)計 北京：高等教育出版社，2002.08
[10] 吳宗澤 機械設(shè)計實用手冊 北京：化學工業(yè)出版社，1999.01
[11] 陳家瑞 汽車構(gòu)造(下冊) 第二版 北京：機械工業(yè)出版社，2006.01
[12] 徐灝 機械設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社，1991
[13] 諸文農(nóng) 底盤設(shè)計 北京：機械工業(yè)出版社，1991
[14] [美]L.?？嘶舳鳎瑥垥?汽車制動系 北京：機械工業(yè)出版社，1998
[15] 張則曹 汽車構(gòu)造圖冊（底盤） 北京人民交通出版社，1998
[16] 金國棟 汽車概論 北京 機械工業(yè)出版社，2000
[17] 張洪圖 汽車構(gòu)造（底盤部分） 北京：北京理工大學出版社，1996
[18] 莊繼德 汽車輪胎學 北京：北京理工大學出版社，1996
[19] 吉林工業(yè)大學汽車教研室 汽車設(shè)計 北京：機械工業(yè)出版社，1990
[20] [美]L.魯?shù)婪?，陳名?汽車制動系的分析計算 北京：機械工業(yè)出版社，1985
致謝
畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲了，大學四年的生活也就要結(jié)束了，回想過去的四年，有歡喜也有憂傷，在這四年里認識了許多一起學習，一起生活，互幫互助，相親相愛的同學和在學習上對我們無私幫助，孜孜不倦，辛勤培養(yǎng)我們，可敬的老師。
GD1091型商用車制動系的設(shè)計，很有挑戰(zhàn)性。制動系是汽車幾大系統(tǒng)中不可缺少的一部分，也關(guān)系到汽車的整體性能。在此次設(shè)計中特別要感謝導師馬冬梅老師，從設(shè)計的選題，文獻的采集，框架的設(shè)計，結(jié)構(gòu)的布局，到最終的定稿，從內(nèi)容到格式，從標題到標點，她都費盡心血。沒有她的辛勤栽培孜孜教誨，我的設(shè)計也不可能順利完成，在這里容許我說一聲，老師您辛苦了，謝謝您！
畢業(yè)設(shè)計就要結(jié)束了，這將意味著大學生活就要結(jié)束，最后向評閱的老師們表示誠摯的感謝，并請各位老師對此設(shè)計批評指正，提出寶貴意見。
附錄：中英文文獻翻譯名稱——多傳感器數(shù)據(jù)融合的汽車發(fā)動機故障診斷
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